发展新型冷阴极真空电子发射材料与器件是热点课题之一。因此，各国在这一领域竞争激烈。本论文涉及的对象冷阴极发光管是一种新型的真空电子器件，它将应用于组建信息显示屏、光源、信号灯等。 以解决器件结构和性能优化为出发点，本论文开展了冷阴极发光管电子枪电子透镜结构及特性的研究，从理论和实验上探索了单聚焦极冷阴极发光管的电子透镜结构与成像关系、聚焦极电性能与成像关系。在上述研究工作基础上，制备了单聚焦极碳纳米管冷阴极发光管，并进行测试验证和评价，获得了对优化冷阴极电子枪电子透镜结构具有指导意义的结果：采用单聚焦极结构电子枪的冷阴极发光管(冷阴极电子源直径为1.5mm，荧光屏直径1.8cm，聚焦极与荧光屏距离为2.5cm)，在聚焦极电压与控制栅极电压处于1∶3的情况下，可以获得满屏的成像效果。